alpha2-ノラドレナリン受容体の活性化は、HCN電流の阻害を介してラット前頭前頭前頭前頭皮質錐体ニューロンの興奮性とシナプス統合を促進します

PFC内のアルファ（2） - ノラドレナリン作動性（NA）受容体の刺激により、作業記憶のパフォーマンスが向上します。この改善には、遅延期間中のPFCニューロンの活性の選択的増加が伴いますが、この強化された応答の原因となる細胞メカニズムはほとんど不明です。ここでは、電流および電圧クランプ記録を使用して、層V-VI PFCピラミッドニューロンの応答をアルファ（2）-NA受容体刺激に対する特徴付けました。アルファ（2）-NA受容体の活性化は、静止膜電位の小さな過分極を生成し、入力抵抗の増加と誘発発火を伴いました。電圧クランプ分析により、アルファ（2）-NA受容体刺激がセシウムおよびZD7288感受性の過分極活性化（HCN）内向き電流を阻害することが実証されました。アルファ（2）-NA刺激によるHCN電流の抑制は、アデニル酸シクラーゼに依存せず、代わりにPLC-PKCリンクされたシグナル伝達経路の活性化が必要でした。HCNチャネルの直接遮断と同様に、アルファ（2）-NA受容体刺激は、遠位誘発EPSPの列車中に時間的合計に大きな強化をもたらしました。アルファ（2）-NA受容体刺激 - 膜過分極と一時的な統合の強化のこれらの二重効果 - 一緒に、興奮性シナプス入力に対するPFC錐体ニューロンの応答の全体的なゲインの増加をもたらします。正味の効果は、シナプス活動のコヒーレントバーストに対する反応を高めながら、孤立した興奮性入力の抑制です。

Stimulation of alpha(2)-noradrenergic (NA) receptors within the PFC improves working memory performance. This improvement is accompanied by a selective increase in the activity of PFC neurons during delay periods, although the cellular mechanisms responsible for this enhanced response are largely unknown. Here we used current and voltage clamp recordings to characterize the response of layer V-VI PFC pyramidal neurons to alpha(2)-NA receptor stimulation. alpha(2)-NA receptor activation produced a small hyperpolarization of the resting membrane potential, which was accompanied by an increase in input resistance and evoked firing. Voltage clamp analysis demonstrated that alpha(2)-NA receptor stimulation inhibited a caesium and ZD7288-sensitive hyperpolarization-activated (HCN) inward current. Suppression of HCN current by alpha(2)-NA stimulation was not dependent on adenylate cyclase but instead required activation of a PLC-PKC linked signalling pathway. Similar to direct blockade of HCN channels, alpha(2)-NA receptor stimulation produced a significant enhancement in temporal summation during trains of distally evoked EPSPs. These dual effects of alpha(2)-NA receptor stimulation - membrane hyperpolarization and enhanced temporal integration - together produce an increase in the overall gain of the response of PFC pyramidal neurons to excitatory synaptic input. The net effect is the suppression of isolated excitatory inputs while enhancing the response to a coherent burst of synaptic activity.